lvs集群

集群：nginx四层和七层+动静分离
为解决某个特定问题将多个计算机组合起来形成一个单系统。

集群的目的

：解决系统的性能瓶颈。

垂直扩展：向上扩展，增加单个机器的性能。升级硬件。硬件升级是有瓶颈的
水平扩展：向外扩展，增加设备。并行的运行多个服务，通过网络和算法来调度服务分配的问题。

集群的类型：

1.负载均衡集群：LB loab blance多个主机组成，每个主机只承担一部分访问请求。靠负载均衡算法来实现。
2.高可用集群：HA high availiablity 避免SPOF(single point of failure)单点故障。系统当中有一部分组件出现故障，可以保障整个系统继续运行。

主从--同步（某些特定的服务需要)-负载均衡

HPC:high-performance computing快速转发，快速响应。

集群的可靠性指标：

MTBF：mean time between failure系统在正常运行期间无故障的平均时间，一般用小时或者天数来表示。MTBF值越高，系统的可靠性越高，出现故障的概率也越小。
MTTR：系统从发生故障到恢复正常运行的平均时间，一般用小时或者天数表示。MTTR值越小，说明系统恢复故障的能力越强。
A：系统可靠性指标,A值越高越好
A = MTBF /(MTBF+MTTR)
99.9%
1年=365天=8760小时99.9=8760*0.1%=8.76小时

停机时间：
计划内停机：只的预定时间内的维护或者检修时间。自定义。
计划外停机：运维人员关注的就是计划外。

设计集群时需要考虑的一些原则：

1、可扩展性：集群要有随时可以添加或者删除设备的能力。动态的扩缩容。
2、可靠性：集群中如果有节点发生故障，可以快速检测并且自动切换。
3、负载均衡：合理的分配负载，避免单个节点过载，影响整体性能。
4、可维护性：能够方便的进行配置，部署，维护，监控。降低成本。
5、安全性：防止恶意的攻击，以及数据泄密，数据丢失。

6、易用性：相关的工作人员，可以方便的进入集群，能够快速的开发，部署测试等等。lvs：linux virtual server 是一个部署在linux系统通过内核层面实现负载均衡的软件
主要作用：多个后端服务器组成一个高可用，高性能，负载均衡的高性能集群。通过负载均衡的算法将客户端请求发送到后端服务器。
阿里的SLB server load balance基于Ivs+keepalived实现。

lvs集群当中的术语：

vs(virtual server) lvs服务的逻辑名字，外部访问lvs集群时提供的一个虚拟ip地址和端口DS:Director server：vs集群当中的主服务器，也交调度器，是整个lvs集群的核心，接受客户端的请求转发到后端RS
RS：real server lvs的后端的真是服务器的p，接受到了DS的请求之后，返回响应结果。CIP:client ip 客户端的ip地址
VIP:virtual ip 对外提供访问的统一虚拟IP地址。
DIP：Director ip调度器在lvs内部使用的ip地址。用于和真实服务器进行通信。
RIP:后端真实服务器的ip地址。

lvs访问的大致流程：
1、客户端访问都是访问vip.

2、DS接受到请求，根据调度算法选择好后端服务器（rs）请求发送给rs
3、RS处理请求并将响应发送到DS
4、DS把RS的响应包装成自己响应，发送到客户端。
客户端既不知道请求的真实服务器，也不知道响应的服务器是谁

lvs的负载均衡方式：

NAT DR TUN
其中NAT和DR是最常用的方式。

NAT模式：
NAT模式是最常用的IVS负载方式之一
地址转换。
1、在调度器上配置双网卡，一个指内，一个指外
2、配置一个可以和公网进行通信的VIP.
3、配置转发策略，如果访问vip，就会把请求的数据转发到后台的RS.
请求的格式：报文。调度器会修改请求的目标ip地址和端口
12.0.0.1:80 192.168.233.30:80
4、RS处理完请求之后响应客户端，先到调度器，调度器进行地址转换，把内网地址转换成公网地址，响应给用户。
192.168.233.30:80>调度器>nat转换>12.0.0.1:80>客户端。

数据请求进入调度器做的请求报文中IP地址的修改
数据响应进入调度器，根据NAT配置进行地址转换。
180.0.0.10>根据算法选择后端RS>192.168.233.10>响应>调度器>nat转成180.0.0.10>用户调度器的内网IP地址和真实服务器的ip地址要在同一网段。
nat:对于客户端来说请求地址始终不变，客户端不需要修改任何配置。转发由调度器通过算法来完成，后端服务器只管接受响应。也不需要修改任何配置。
缺点：存在性能损失和单点故障

DR：直接路由模式。请求由调度器完成，但是响应客户端由真实服务器直接响应，不需要通过调度器。
好处是：性能高，而且可以配置vip地址的高可用。不存在单点故障。

tun：隧道协议，把请求转发后端服务器，需要在后端服务器配置隧道协议。

设置lvs：

ipvsadm工具：管理ipvs内核模块的命令行工具，可用于配置和管理vs集群。
-A：添加虚拟服务器
-D:删除整个虚拟服务器
-s:指定负载调度的算法：rr轮询wrr 加权轮询
dh 目的地址hash
根据ip地址查找静态hash表，获取需要真实的RS的地址
sh 源地址hash

动态调度：
lc:最小连接数调度
wlc：加权最小连接数调度
权重高的，转发的就多，为了避免性能瓶颈，再跟上最小连接数分配，可以把请求往连接数量较小的服务器继续转发。
lblc：基于地址的最小连接数调度。
将来自同一个目的地址的请求分配给RS,如果这台服务器尚未满负荷，就会把请求分配给连接数最小的RS，而且在下一次转发时会优先考虑这台RS.

-a：添加真实服务器
-d：删除真实服务器
-t:指定VIP地址的端口号
-r:指定RIP的端口号
-m：表示使用nat模式
-g:表示使用DR模式
-i:表示使用TUN模式
-w设置真实服务器的权重
-p 60：设置连接保持的时间60秒(默认不带)
-In：以数字和列表的形式查看lvs的配置信息。